鈾水冶純化生產線

1. 全國唯一能生產核純天然鈾純化工廠是哪個廠

這個問題問得不嚴謹。如果說是唯一能生產天然鈾核燃料的工廠可能更准確一些。如果是那樣，那麼就是指包頭核燃料廠或者說中核北方核燃料元件有限公司（原核工業部二零二廠）。

中國核工業系統有兩個核燃料生產企業，一個是包頭，一個是宜賓，在90年代之前都從事過生產堆元件的生產，為我國的核武器生產提供鈈生產堆所需要的天然鈾燃料（金屬鈾-鋁殼）。也就是都具備天然鈾純化和轉化的生產能力，但國內在90年代前後已經停止生產堆運行，也自然停止了生產堆燃料元件的生產。宜賓核燃料廠（中核建中）94年以後主要生產壓水堆燃料，只有包頭核燃料廠（中核北方）目前還在為秦山三期的CANDU6反應堆提供天然鈾燃料（核純二氧化鈾陶瓷芯塊+鋯合金外殼）。

需要指出的，由於壓水堆燃料廠的原料是鈾濃縮工廠提供的低濃鈾的氟化物產品（通常是六氟化鈾），鈾的純化、轉化（黃餅轉六氟化鈾）、濃縮是在濃縮廠完成的，並不涉及天然鈾環節。而國內目前主要的鈾濃縮工廠在蘭州（原504廠，現中核蘭州鈾濃縮有限公司）和漢中（原404廠，現中核陝西鈾濃縮有限公司），兩個濃縮廠都是由最初的核武器高濃鈾生產轉到核燃料低濃鈾生產的，從核燃料生產的基本流程出發，這兩家工廠必然具備將鈾礦企業生產的工業黃餅純化轉化為核純的天然鈾氟化物的能力，以用於濃縮，但是他們生產產品不是最終的核燃料。所以我要強調生產天然鈾核燃料（核燃料必然要求是核純的）。

中核北方核燃料元件有限公司（原核工業部二零二廠），我國第一個核燃料元件工廠，曾是我國生產堆元件生產地，目前生產重水堆燃料元件，AFA3G壓水堆元件，配套有世界上最大的年生產能力達7000噸的金屬鈣生產線，目前在建AP1000三代核電燃料元件生產線。金屬鈣是最初生產生產堆金屬鈾燃料所必需的，類似的中核建中也是鈣生產商，但是四川有鋰礦，四川的核工業系統還負責從鋰生產熱核燃料所需的氚和鋰同位素，同時也生產鋰。

2. 黃餅是什麼

以重鈾酸鹽或鈾酸鹽形式存在的鈾鈾濃縮物的俗稱。黃餅是核工業中的一種重要原料，也是核燃料生產過程中必需的一種中間產品，其主要成分是重鈾酸銨，黃色，常加工成餅狀，因此得名。「黃餅」通常是從粉碎後的天然鈾礦石經多種溶液萃取，沉澱而來。「黃餅」名稱源於根據最初的生產工藝，產出的非純凈成品的顏色和形態，而通過現代先進科技手段生產的「黃餅」，實際上呈褐色或者黑色，而不是黃色。

基本信息

學科
核地質學
黃餅是什麼
（NH）4U207(重鈾酸銨)

它是鈾水冶廠的主要產品，也是鈾純化廠的原料，其中鈾含量一般為40%~70%。鈾水冶廠製取黃餅主要有以下兩種方法：（1）從酸性含鈾溶液中沉澱重鈾酸鹽的鹼中和法。常用的鹼性沉澱劑鈾氫氧化銨、氣態銨、氧化鎂、苛性鈉等。控制中和最終pH值為6.5~8.0，鈾以相應的重鈾酸鹽沉澱下來。（2）從鹼性含鈾溶液中沉澱重鈾酸鈉的氫氧化鈉沉澱法。當溶液中加入氫氧化鈉，使pH值大於12時，鈾開始水解沉澱，沉澱產物被認為是重鈾酸鈉和組成復雜的多鈾酸鹽的混合物。沉澱得到的黃餅通常需要洗滌和過濾脫水，以最大限度地除去雜質。過濾脫水後的黃餅經過乾燥、煅燒再包裝出廠；液可允許含有一定的水分，送到鈾純化廠集中乾燥、煅燒。

黃餅
最初，構成黃餅的混合物並沒有被精確分布出來。在20世紀70年代，美國礦業署仍然認為它的主要成分是重鈾酸銨或者重鈾酸鈉。目前，黃餅中已確定的成分包括重鈾酸鈉，重鈾酸氨，硫酸鈾，鈾的氫氧化物以及其它形式的鈾的氧化物。

黃餅的用處

黃餅
黃餅是核工業中的一種重要原料。 由於黃餅的狀態較為穩定，通過密封等措施不會對人造成危害，因此通常使用黃餅對鈾化合物進行儲存、運輸、交易。但人體如果直接接觸「黃餅」後，內臟器官會受損，吸入「黃餅」粉塵屬接觸形式之一。目前，幾乎所有開采鈾礦的國家都生產黃餅。但黃餅並不能直接用於核反應堆，而一般用於提煉濃縮鈾。

3. 鈾提煉的大體方法原理

最重的天然元素鈾已經成為新能源的主角，那麼鈾又是怎樣提煉出來的呢？

在居里夫婦發現鐳以後，由於鐳具有治療癌症的特殊功效，鐳的需要量不斷增加，因此許多國家開始從瀝青鈾礦中提煉擂，而提煉過鐳的含鈾礦渣就堆在一邊，成了「廢料」。

然而，鈾核裂變現象發現後，鈾變成了最重要的元素之一。這些「廢料」也就成了「寶貝」。從此，鈾的開采工業大大地發展起來，並迅速地建立起了獨立完整的原子能工業體系。

鈾是一種帶有銀白色光澤的金屬，比銅稍軟，具有很好的延展性，很純的鈾能拉成直徑0.35毫米的細絲或展成厚度0.1毫米的薄箔。鈾的比重很大，與黃金差不多，每立方厘米約重19克，象接力棒那樣的一根鈾棒，竟有十來公斤重。

鈾的化學性質很活潑，易與大多數非金屬元素發生反應。塊狀的金屬鈾暴露在空氣中時，表面被氧化層覆蓋而失去光澤。粉末狀鈾於室溫下，在空氣中，甚至在水中就會自燃。美國用貧化鈾製造的一種高效的燃燒穿甲彈—「貧鈾彈」，能燒穿30厘米厚的裝甲錒板，「貧鈾彈」利用的就是鈾極重而又易燃這兩種性質。

鈾元素在自然界的分布相當廣泛，地殼中鈾的平均含量約為百萬分之2.5，即平均每噸地殼物質中約含2.5克鈾，這比鎢、汞、金、銀等元素的含量還高。鈾在各種岩石中的含量很不均勻。例如在花崗岩中的含量就要高些，平均每噸含3.5克鈾。依此推算，一立方公里的花崗岩就會含有約一萬噸鈾。海水中鈾的濃度相當低，每噸海水平均只含3.3毫克鈾，但由於海水總量極大，且從水中提取有其方便之處，所以目前不少國家，特別是那些缺少鈾礦資源的國家，正在探索海水提鈾的方法。

由於鈾的化學性質很活潑，所以自然界不存在游離的金屬鈾，它總是以化合狀態存在著。已知的鈾礦物有一百七十多種，但具有工業開采價值的鈾礦只有二、三十種，其中最重要的有瀝青鈾礦(主要成分為八氧化三鈾)、品質鈾礦(二氧化鈾)、鈾石和鈾黑等。很多的鈾礦物都呈黃色、綠色或黃綠色。有些鈾礦物在紫外線下能發出強烈的熒光，我們還記得，正是鈾礦物(鈾化合物)這種發熒光的特性，才導致了放射性現象的發現。

雖然鈾元素的分布相當廣，但鈾礦床的分布卻很有限。國外鈾資源主要分布在美國、加拿大、南非、西南非、澳大利亞等國家和地區。據估計，國外已探明的工業儲量到1972年已超過一百萬噸。隨著勘探活動的廣泛和深入，鈾儲量今後肯定還會增加。我國鈾礦資源也十分豐富。

鈾礦是怎樣尋找的呢？鈾及其一系列衰變子體的放射性是存在鈾的最好標志。人的肉眼雖然看不見放射性，但是藉助於專門的儀器卻可以方便地把它探測出來。因此，鈾礦資源的普查和勘探幾乎都利用了鈾具有放射性這一特點：若發現某個地區岩石、土壤、水、甚至植物內放射性特別強，就說明那個地區可能有鈾礦存在。

鈾礦的開采與其它金屬礦床的開采並無多大的區別。但由於鈾礦石的品位一般很低(約千分之一)，而用作核燃料的最終產品的純度又要求很高(金屬鈾的純度要求在99．9％以上，雜質增多，會吸收中子而妨礙鏈式反應的進行)，所以鈾的冶煉不象普通金屬那樣簡單，而首先要採用「水冶工藝」，把礦石加工成含鈾60～70％的化學濃縮物（重鈾酸銨)，再作進一步的加工精製。

鈾水冶得到的化學濃縮物(重鈾酸氨)呈黃色，俗稱黃餅子，但它仍含有大量的雜質，不能直接應用，需要作進一步的純化。為此先用硝酸將重鈾酸銨溶解，得到硝酸鈾醯溶液。再用溶劑萃取法純化(一般用磷酸三丁酯作萃取劑)，以達到所要求的純度標准。

純化後的硝酸鈾醯溶液需經加熱脫硝，轉變成三氧化鈾，再還原成二氧化鈾。二氧化鈾是一種棕黑色粉末，很純的二氧化鈾本身就可以用作反應堆的核燃料。

為製取金屬鈾，需要先將二氧化鈾與無水氟化氫反應，得到四氟化鈾；最後用金屬鈣(或鎂)還原四氟化鈾，即得到最終產品金屬鈾。如欲製取六氟化鈾以進行鈾同位素分離，則可用氟氣與四氟化鈾反應。

至此，能作核燃料使用的金屬鈾和二氧化鈾都生產出來了，只要按要求製成一定尺寸和形狀的燃料棒或燃料塊(即燃料元件)，就可以投入反應堆使用了。但是對於鈾處理工藝來說，這還只是一半。

我們知道，核燃料鈾在反應堆中雖然要比化學燃料煤在鍋爐中使用的時間長得多，但是用過一段時間以後，總還是要把用過的核燃料從反應堆中卸出來，再換上一批新的核燃料。從反應維中卸出來的核燃料一般叫輻照燃料或「廢燃料」。燒剩下的煤渣一般都丟棄不要了，可這種不能再使用的廢燃料卻還大有用處呢！

廢燃料之所以要從反應堆中卸出來，並不是因為裡面的裂變物質(鈾235)已全部耗盡，而是因為能大量吸收中子的裂變產物積累得太多，致使鏈式反應不能正常進行了。所以，廢燃料雖「廢」，但裡面仍有相當可觀的裂變物質沒有用掉，這是不能丟棄的，必須加以回收。而且在反應堆中，鈾238吸收中子，生成鈈239。鈈239是原子彈的重要裝葯，它就含在廢燃料中，這就使得用過的廢燃料甚至比沒有用過的燃料還寶貴。除此而外，反應堆運行期間，還生成其它很多種有用的放射性同位素，它們也含在廢燃料中，也需要加以回收。

從原理上講，廢燃料的處理與天然鈾的生產並無多大差別。一般先把廢燃料溶解，再用溶劑萃取法把鈾、鈈和裂變產物相互分開，然後進行適當的純化和轉化。但實際上，廢燃料的處理是十分困難的。世界上很多國家都能生產天然鈾，很多國家都有反應堆，但是能處理廢燃料的國家卻並不多。

廢燃料的處理有三個特點：一是廢燃料具有極強的放射性，它們的處理必須有嚴密的防護設施，並實行遠距離操作；二是廢燃料中鈈含量很低而鈈又極貴重，所以要求處理過程的分離系數和回收率都很高；三是鈈能發生鏈式反應，因此必須採取嚴格的措施，防止臨界事故的發生。目前，廢燃料的處理大都採用自動化程度很高的磷酸三丁酯萃取流程。

我們看到，在鈾處理的工藝鏈中，相對於反應堆而言，鈾水冶工藝在反應堆之前進行，所以通常叫做前處理，廢燃料處理在反應堆之後進行，所以通常叫做後處理。而從鈾礦石加工開始的整個工藝過程，包括鈾同位素分離以及核燃料在反應堆中使用在內，一般總稱為核燃料循環。

從以上極為簡單的介紹就可以看出，鈾和鈈確是得之不易的。原子能工業猶如一條長長的巨龍，要最重的天然元素鈾做出轟轟烈烈的事業，得經過多少次加工和處理、分析和測量、計算和核對啊！原子能工業又猶如一座高高的金字塔，要製造一顆原子彈，就要使用一、二十公斤鈾235或鈈239；要生產一、二十公斤鈾235或鈈239，就要消耗十來噸天然鈾；要生產十來噸天然鈾就要加工近萬噸鈾礦石。我們贊賞核電站的雄姿，驚嘆原子彈的威力，可千萬不能忽視支撐這座金字塔塔尖的無數塊磚石啊！

4. 楊承宗的研製原子彈

楊承宗回國後先在中國科學院近代物理所工作，錢三強所長請他擔任該所第二研究大組的主任。當時該所的科研工作分為四個大組，第一大組的主任是趙忠堯，第三大組的主任是王淦昌，第四大組的主任是彭桓武。
當時近代物理所人才濟濟，但精湛於放射化學研究的唯有楊承宗一人，又加之受西方國家的封鎖和禁運，缺乏寶貴的技術資料和實驗方法，工作非常困難。他親自編寫放射化學方面的教材，開設「放射化學」和「鈾化學」等專業課，為那些從來沒有接觸過放射化學的新的大學畢業生們系統講授放射化學專業理論知識和實驗技能；後來又在北京大學和清華大學授課，為國家培養更多的放射化學人才。當近代物理所的大樓里容納不下這支放射化學的新生大軍時，楊承宗在大樓旁邊籌建了全國第一個放射化學實驗小樓。到1956年下半年，近代物理所從事放射化學的專業人才已從他回國時僅他和郭挺章及兩位年輕大學畢業生，發展到兩個研究室近30人，他則同時出任這兩個研究室的主任。1958年，他又被請到剛剛組建的中國科學技術大學任放射化學和輻射化學系主任。
身為「洋博上」的楊承宗不僅開創了中國的放射化學研究，在危險工作面前也身先士卒。解放初期，在北京協和醫院鐳輻射源（美國人遺留下來，後遭日本人破壞）的修復中，楊承宗在當時毫無防護設備的情況下，挺身而出，連續奮戰，終於以他精湛的技術將其修好，保護了人民群眾的生命安全。可這卻導致了他後來一隻眼睛失明，另一隻眼睛視力也大幅下降。
1961年3月，楊承宗的人事關系從原子能所調到中國科學技術大學。一個星期以後，他又從中國科學技術大學借調到二機部所屬第五研究所兼任副所長，主持全所業務工作。同時，他仍要在每個星期三和星期六，趕回中國科學技術大學授課和處理系裡的各種事務。在兩副領導的重擔壓力下，忙得很難見到子女一面。
楊承宗剛剛到五所時，面對的是一個蘇聯停止援助，撤走專家，又深受極左路線和反右傾之害的大攤子，科研秩序混亂、人心渙散。垃圾、加工後的廢礦渣、未破碎的礦石到處堆放，整個所區像一個破舊的工地。在這個「破舊的工地」上怎麼可能研究並最終提煉出核燃料來滿足第一顆原子彈試爆的需要？無怪乎二機部劉傑部長要問他：「為什麼中國的原子能事業不能大踏步地前進？」並親自把他安排到五所主持業務工作。楊承宗只好又一切從頭開始。為了消除極左思潮對廣大科技人員的影響，身為非黨員業務副所長卻要從鼓勵科技人員勇攀高峰、為中國造出自己的原子彈而努力的政治思想工作開始，還要配合所內各級領導設法改善所內員工的物質生活，讓他們在三年困難的特殊時期有基本的能量供應。他整頓所內的科研秩序，為五所的科學研究工作大量購買圖書和增加必需的儀器設備。不久，一批世界先進水平的水冶流程、新的分析方法和新的有機材料等重大研究成果便不斷地從五所產生。五所從一個爛攤子一躍而成全國一流的研究所，中國的鈾工業也從無到有，開創了天然鈾工業生產的歷史。
這期間他領導全所科技人員,在中國第一批鈾水冶廠還沒有建成的情況下，在五所因陋就簡，自己動手建成一套生產性實驗裝置。經過兩年多的日夜苦戰，純化處理了上百噸各地土法冶煉生產的重鈾酸銨，生產出了符合原子彈原材料要求的純鈾化合物2.5噸，為中國第一顆原子彈的成功試爆提前3個月准備好鈾原料物質。二機部下文給研製原子彈有功人員晉級嘉獎，但由於楊承宗的行政關系隸屬於中國科學技術大學，不屬於二機部，所以盡管他為此立下了汗馬功勞，卻與此次嘉獎晉升無緣。他從來不對別人提起過此事，即使是其子女還是在「文化大革命」之中什麼事情都被抖落出來的時候才知道。中國第一顆原子彈爆炸試驗成功後，站在學科最前沿的楊承宗馬上為二機部五所的前途擔憂起來。他多次說：世界上沒有哪個國家有像五所這樣上千人規模的鈾礦選冶研究所；中國的鈾礦資源並不豐富，總有挖空的一天，到時沒有飯吃就來不及了！原子彈不能當飯吃！五所要改變單一方向，要注意應用！今天回想起來，這是何等的遠見卓識！可是忠言逆耳，他逐漸不被重用。這些勸誡也成了他在「文化大革命」中被批判的口實。1969年底，中國科學技術大學搬遷，五所軍管會不同意他留下來，楊承宗再一次從事業的高峰被迫離開，搬到安徽省合肥市。

5. 鈾是怎麼從礦中提煉出來的礦工有危險嗎

二、鈾的提煉
最重的天然元素鈾已經成為新能源的主角，那麼鈾又是怎樣提煉出來的呢？
在居里夫婦發現鐳以後，由於鐳具有治療癌症的特殊功效，鐳的需要量不斷增加，因此許多國家開始從瀝青鈾礦中提煉鐳，而提煉過鐳的含鈾礦渣就堆在一邊，成了「廢料」。
然而，鈾核裂變現象發現後，鈾變成了最重要的元素之一。這些「廢料」也就成了「寶貝」。從此，鈾的開采工業大大地發展起來，並迅速地建立起了獨立完整的原子能工業體系。
鈾是一種帶有銀白色光澤的金屬，比銅稍軟，具有很好的延展性，很純的鈾能拉成直徑0.35毫米的細絲或展成厚度0.1毫米的薄箔。鈾的比重很大，與黃金差不多，每立方厘米約重19克，像接力棒那樣的一根鈾棒，竟有十來公斤重。
鈾的化學性質很活潑，易與大多數非金屬元素發生反應。塊狀的金屬鈾暴露在空氣中時，表面被氧化層覆蓋而失去光澤。粉末狀鈾於室溫下，在空氣中，甚至在水中就會自燃。美國用貧化鈾製造的一種高效的燃燒穿甲彈—「貧鈾彈」，能燒穿30厘米厚的裝甲錒板，「貧鈾彈」利用的就是鈾極重而又易燃這兩種性質。
鈾元素在自然界的分布相當廣泛，地殼中鈾的平均含量約為百萬分之2.5，即平均每噸地殼物質中約含2.5克鈾，這比鎢、汞、金、銀等元素的含量還高。鈾在各種岩石中的含量很不均勻。例如在花崗岩中的含量就要高些，平均每噸含3.5克鈾。依此推算，一立方公里的花崗岩就會含有約一萬噸鈾。海水中鈾的濃度相當低，每噸海水平均只含3.3毫克鈾，但由於海水總量極大，且從水中提取有其方便之處，所以目前不少國家，特別是那些缺少鈾礦資源的國家，正在探索海水提鈾的方法。
由於鈾的化學性質很活潑，所以自然界不存在游離的金屬鈾，它總是以化合狀態存在著。已知的鈾礦物有一百七十多種，但具有工業開采價值的鈾礦只有二、三十種，其中最重要的有瀝青鈾礦(主要成分為八氧化三鈾)、品質鈾礦(二氧化鈾)、鈾石和鈾黑等。很多的鈾礦物都呈黃色、綠色或黃綠色。有些鈾礦物在紫外線下能發出強烈的熒光，我們還記得，正是鈾礦物(鈾化合物)這種發熒光的特性，才導致了放射性現象的發現。
雖然鈾元素的分布相當廣，但鈾礦床的分布卻很有限。國外鈾資源主要分布在美國、加拿大、南非、西南非、澳大利亞等國家和地區。據估計，國外已探明的工業儲量到1972年已超過一百萬噸。隨著勘探活動的廣泛和深入，鈾儲量今後肯定還會增加。我國鈾礦資源也十分豐富。
鈾礦是怎樣尋找的呢？鈾及其一系列衰變子體的放射性是存在鈾的最好標志。人的肉眼雖然看不見放射性，但是藉助於專門的儀器卻可以方便地把它探測出來。因此，鈾礦資源的普查和勘探幾乎都利用了鈾具有放射性這一特點：若發現某個地區岩石、土壤、水、甚至植物內放射性特別強，就說明那個地區可能有鈾礦存在。
鈾礦的開采與其它金屬礦床的開采並無多大的區別。但由於鈾礦石的品位一般很低(約千分之一)，而用作核燃料的最終產品的純度又要求很高(金屬鈾的純度要求在99．9％以上，雜質增多，會吸收中子而妨礙鏈式反應的進行)，所以鈾的冶煉不象普通金屬那樣簡單，而首先要採用「水冶工藝」，把礦石加工成含鈾60～70％的化學濃縮物（重鈾酸銨)，再作進一步的加工精製。
鈾水冶得到的化學濃縮物(重鈾酸氨)呈黃色，俗稱黃餅子，但它仍含有大量的雜質，不能直接應用，需要作進一步的純化。為此先用硝酸將重鈾酸銨溶解，得到硝酸鈾醯溶液。再用溶劑萃取法純化(一般用磷酸三丁酯作萃取劑)，以達到所要求的純度標准。
純化後的硝酸鈾醯溶液需經加熱脫硝，轉變成三氧化鈾，再還原成二氧化鈾。二氧化鈾是一種棕黑色粉末，很純的二氧化鈾本身就可以用作反應堆的核燃料。
為製取金屬鈾，需要先將二氧化鈾與無水氟化氫反應，得到四氟化鈾；最後用金屬鈣(或鎂)還原四氟化鈾，即得到最終產品金屬鈾。如欲製取六氟化鈾以進行鈾同位素分離，則可用氟氣與四氟化鈾反應。
至此，能作核燃料使用的金屬鈾和二氧化鈾都生產出來了，只要按要求製成一定尺寸和形狀的燃料棒或燃料塊(即燃料元件)，就可以投入反應堆使用了。但是對於鈾處理工藝來說，這還只是一半。
我們知道，核燃料鈾在反應堆中雖然要比化學燃料煤在鍋爐中使用的時間長得多，但是用過一段時間以後，總還是要把用過的核燃料從反應堆中卸出來，再換上一批新的核燃料。從反應維中卸出來的核燃料一般叫輻照燃料或「廢燃料」。燒剩下的煤渣一般都丟棄不要了，可這種不能再使用的廢燃料卻還大有用處呢！
廢燃料之所以要從反應堆中卸出來，並不是因為裡面的裂變物質(鈾235)已全部耗盡，而是因為能大量吸收中子的裂變產物積累得太多，致使鏈式反應不能正常進行了。所以，廢燃料雖「廢」，但裡面仍有相當可觀的裂變物質沒有用掉，這是不能丟棄的，必須加以回收。而且在反應堆中，鈾238吸收中子，生成鈈239。鈈239是原子彈的重要裝葯，它就含在廢燃料中，這就使得用過的廢燃料甚至比沒有用過的燃料還寶貴。除此而外，反應堆運行期間，還生成其它很多種有用的放射性同位素，它們也含在廢燃料中，也需要加以回收。
從原理上講，廢燃料的處理與天然鈾的生產並無多大差別。一般先把廢燃料溶解，再用溶劑萃取法把鈾、鈈和裂變產物相互分開，然後進行適當的純化和轉化。但實際上，廢燃料的處理是十分困難的。世界上很多國家都能生產天然鈾，很多國家都有反應堆，但是能處理廢燃料的國家卻並不多。
廢燃料的處理有三個特點：一是廢燃料具有極強的放射性，它們的處理必須有嚴密的防護設施，並實行遠距離操作；二是廢燃料中鈈含量很低而鈈又極貴重，所以要求處理過程的分離系數和回收率都很高；三是鈈能發生鏈式反應，因此必須採取嚴格的措施，防止臨界事故的發生。目前，廢燃料的處理大都採用自動化程度很高的磷酸三丁酯萃取流程。
我們看到，在鈾處理的工藝鏈中，相對於反應堆而言，鈾水冶工藝在反應堆之前進行，所以通常叫做前處理，廢燃料處理在反應堆之後進行，所以通常叫做後處理。而從鈾礦石加工開始的整個工藝過程，包括鈾同位素分離以及核燃料在反應堆中使用在內，一般總稱為核燃料循環。
從以上極為簡單的介紹就可以看出，鈾和鈈確是得之不易的。原子能工業猶如一條長長的巨龍，要最重的天然元素鈾做出轟轟烈烈的事業，得經過多少次加工和處理、分析和測量、計算和核對啊！原子能工業又猶如一座高高的金字塔，要製造一顆原子彈，就要使用一、二十公斤鈾235或鈈239；要生產一、二十公斤鈾235或鈈239，就要消耗十來噸天然鈾；要生產十來噸天然鈾就要加工近萬噸鈾礦石。我們贊賞核電站的雄姿，驚嘆原子彈的威力，可千萬不能忽視支撐這座金字塔塔尖的無數塊磚石啊！

6. 鈾黃餅是什麼

鈾礦石加工的主要步驟包括：礦石品位、磨礦、礦石浸出，母液分離、溶液純化、沉澱等工序。
為了便於浸出，礦石被開采出來後，必須將其破碎磨細，使鈾礦物充分暴露。然後採用一定的工藝，藉助一些化學試劑（即浸出劑）或其它手段將礦石中有價值的組分選擇性地溶解出來。浸出方法有兩種：酸法和鹼法。由於浸出液中鈾含量低，而且雜質種類多，含量高，所以必須將雜質去除才能確保鈾的純度。實現這一過程，可以選擇以下兩種方法:離子交換法（又稱吸附法）和溶劑萃取法。水冶生產的最後一道工序是將沉澱物洗滌、壓濾、乾燥，然後得到水冶產品鈾化學濃縮物，又稱黃餅。

7. 鈾是如何提取的

最重的天然元素鈾已經成為新能源的主角，那麼鈾又是怎樣提煉出來的呢？ 在居里夫婦發現鐳以後，由於鐳具有治療癌症的特殊功效，鐳的需要量不斷增加，因此許多國家開始從瀝青鈾礦中提煉鐳，而提煉過鐳的含鈾礦渣就堆在一邊，成了「廢料」。 然而，鈾核裂變現象發現後，鈾變成了最重要的元素之一。這些「廢料」也就成了「寶貝」。從此，鈾的開采工業大大地發展起來，並迅速地建立起了獨立完整的原子能工業體系。 鈾是一種帶有銀白色光澤的金屬，比銅稍軟，具有很好的延展性，很純的鈾能拉成直徑0.35毫米的細絲或展成厚度0.1毫米的薄箔。鈾的比重很大，與黃金差不多，每立方厘米約重19克，像接力棒那樣的一根鈾棒，竟有十來公斤重。 鈾的化學性質很活潑，易與大多數非金屬元素發生反應。塊狀的金屬鈾暴露在空氣中時，表面被氧化層覆蓋而失去光澤。粉末狀鈾於室溫下，在空氣中，甚至在水中就會自燃。美國用貧化鈾製造的一種高效的燃燒穿甲彈—「貧鈾彈」，能燒穿30厘米厚的裝甲鋼板，「貧鈾彈」利用的就是鈾極重而又易燃這兩種性質。 鈾元素在自然界的分布相當廣泛，地殼中鈾的平均含量約為百萬分之2.5，即平均每噸地殼物質中約含2.5克鈾，這比鎢、汞、金、銀等元素的含量還高。鈾在各種岩石中的含量很不均勻。例如在花崗岩中的含量就要高些，平均每噸含3.5克鈾。依此推算，一立方公里的花崗岩就會含有約一萬噸鈾。海水中鈾的濃度相當低，每噸海水平均只含3.3毫克鈾，但由於海水總量極大，且從水中提取有其方便之處，所以目前不少國家，特別是那些缺少鈾礦資源的國家，正在探索海水提鈾的方法。 由於鈾的化學性質很活潑，所以自然界不存在游離的金屬鈾，它總是以化合狀態存在著。已知的鈾礦物有一百七十多種，但具有工業開采價值的鈾礦只有二、三十種，其中最重要的有瀝青鈾礦(主要成分為八氧化三鈾)、品質鈾礦(二氧化鈾)、鈾石和鈾黑等。很多的鈾礦物都呈黃色、綠色或黃綠色。有些鈾礦物在紫外線下能發出強烈的熒光，我們還記得，正是鈾礦物(鈾化合物)這種發熒光的特性，才導致了放射性現象的發現。 雖然鈾元素的分布相當廣，但鈾礦床的分布卻很有限。國外鈾資源主要分布在美國、加拿大、南非、西南非、澳大利亞等國家和地區。據估計，國外已探明的工業儲量到1972年已超過一百萬噸。隨著勘探活動的廣泛和深入，鈾儲量今後肯定還會增加。我國鈾礦資源也十分豐富。 鈾礦是怎樣尋找的呢？鈾及其一系列衰變子體的放射性是存在鈾的最好標志。人的肉眼雖然看不見放射性，但是藉助於專門的儀器卻可以方便地把它探測出來。因此，鈾礦資源的普查和勘探幾乎都利用了鈾具有放射性這一特點：若發現某個地區岩石、土壤、水、甚至植物內放射性特別強，就說明那個地區可能有鈾礦存在。 鈾礦的開采與其它金屬礦床的開采並無多大的區別。但由於鈾礦石的品位一般很低(約千分之一)，而用作核燃料的最終產品的純度又要求很高(金屬鈾的純度要求在99．9％以上，雜質增多，會吸收中子而妨礙鏈式反應的進行)，所以鈾的冶煉不象普通金屬那樣簡單，而首先要採用「水冶工藝」，把礦石加工成含鈾60～70％的化學濃縮物（重鈾酸銨)，再作進一步的加工精製。 鈾水冶得到的化學濃縮物(重鈾酸氨)呈黃色，俗稱黃餅子，但它仍含有大量的雜質，不能直接應用，需要作進一步的純化。為此先用硝酸將重鈾酸銨溶解，得到硝酸鈾醯溶液。再用溶劑萃取法純化(一般用磷酸三丁酯作萃取劑)，以達到所要求的純度標准。 純化後的硝酸鈾醯溶液需經加熱脫硝，轉變成三氧化鈾，再還原成二氧化鈾。二氧化鈾是一種棕黑色粉末，很純的二氧化鈾本身就可以用作反應堆的核燃料。 為製取金屬鈾，需要先將二氧化鈾與無水氟化氫反應，得到四氟化鈾；最後用金屬鈣(或鎂)還原四氟化鈾，即得到最終產品金屬鈾。如欲製取六氟化鈾以進行鈾同位素分離，則可用氟氣與四氟化鈾反應。 至此，能作核燃料使用的金屬鈾和二氧化鈾都生產出來了，只要按要求製成一定尺寸和形狀的燃料棒或燃料塊(即燃料元件)，就可以投入反應堆使用了。但是對於鈾處理工藝來說，這還只是一半。 我們知道，核燃料鈾在反應堆中雖然要比化學燃料煤在鍋爐中使用的時間長得多，但是用過一段時間以後，總還是要把用過的核燃料從反應堆中卸出來，再換上一批新的核燃料。從反應維中卸出來的核燃料一般叫輻照燃料或「廢燃料」。燒剩下的煤渣一般都丟棄不要了，可這種不能再使用的廢燃料卻還大有用處呢！ 廢燃料之所以要從反應堆中卸出來，並不是因為裡面的裂變物質(鈾235)已全部耗盡，而是因為能大量吸收中子的裂變產物積累得太多，致使鏈式反應不能正常進行了。所以，廢燃料雖「廢」，但裡面仍有相當可觀的裂變物質沒有用掉，這是不能丟棄的，必須加以回收。而且在反應堆中，鈾238吸收中子，生成鈈239。鈈239是原子彈的重要裝葯，它就含在廢燃料中，這就使得用過的廢燃料甚至比沒有用過的燃料還寶貴。除此而外，反應堆運行期間，還生成其它很多種有用的放射性同位素，它們 蘑菇雲
也含在廢燃料中，也需要加以回收。 從原理上講，廢燃料的處理與天然鈾的生產並無多大差別。一般先把廢燃料溶解，再用溶劑萃取法把鈾、鈈和裂變產物相互分開，然後進行適當的純化和轉化。但實際上，廢燃料的處理是十分困難的。世界上很多國家都能生產天然鈾，很多國家都有反應堆，但是能處理廢燃料的國家卻並不多。 廢燃料的處理有三個特點：一是廢燃料具有極強的放射性，它們的處理必須有嚴密的防護設施，並實行遠距離操作；二是廢燃料中鈈含量很低而鈈又極貴重，所以要求處理過程的分離系數和回收率都很高；三是鈈能發生鏈式反應，因此必須採取嚴格的措施，防止臨界事故的發生。目前，廢燃料的處理大都採用自動化程度很高的磷酸三丁酯萃取流程。 我們看到，在鈾處理的工藝鏈中，相對於反應堆而言，鈾水冶工藝在反應堆之前進行，所以通常叫做前處理，廢燃料處理在反應堆之後進行，所以通常叫做後處理。而從鈾礦石加工開始的整個工藝過程，包括鈾同位素分離以及核燃料在反應堆中使用在內，一般總稱為核燃料循環。 從以上極為簡單的介紹就可以看出，鈾和鈈確是得之不易的。原子能工業猶如一條長長的巨龍，要最重的天然元素鈾做出轟轟烈烈的事業，得經過多少次加工和處理、分析和測量、計算和核對啊！原子能工業又猶如一座高高的金字塔，要製造一顆原子彈，就要使用一、二十公斤鈾235或鈈239；要生產一、二十公斤鈾235或鈈239，就要消耗十來噸天然鈾；要生產十來噸天然鈾就要加工近萬噸鈾礦石。我們贊賞核電站的雄姿，驚嘆原子彈的威力，可千萬不能忽視支撐這座金字塔塔尖的無數塊磚石啊！

8. 鈾礦的種類,及提煉方法

鈾礦的種類：
鈾礦分為：方鈾礦(uranatemnite)、瀝青鈾礦(pitchblende)、鈮鈦鈾礦、晶質鈾礦、非晶鈾礦、釩鉀鈾礦、板鉛鈾礦、鋇磷鈾礦、翠砷銅鈾礦、鈣鎂鈾礦、鈣鈾雲母、硅鎂鈾礦、磷鋅鈾礦、綠鈾礦。
鈾礦的提煉方法：
鈾礦地質工作可劃分3個階段，即普查階段、詳查階段和勘探階段。普查階段是在前期區域地質調查的基礎上，在選出成礦有利的地區開展普查工作，查明區域地質成礦條件，發現放射性異常點（帶）、礦化點和礦點以及成礦遠景地段。詳查階段是對已發現的放射性異常點（帶）、礦化帶和礦點進行較為詳細的地質測量和一定數量的探礦工程，對其做出是否具有發展前景和進一步勘探價值的評價。勘探階段是對選出值得進一步工作的礦點進行詳細的系統的技術工作，查明地質礦化特徵、成礦條件和分布規律，探明儲量，進行技術經濟評價，為礦床開采提供資源基地。
找礦和勘探方法 ，主要有地質測量 、放射性物探測量（含航空伽瑪測量、地面伽瑪測量、射氣測量、徑跡蝕刻測量等），普通物探測量（含重力測量、磁法測量、電法測量和地震測量等），地球化學測量（含水化測量、河谷底沉積測量、原生暈測量、次生暈測量、釙210測量等），探礦工程（含槽探、井探、鑽探和硐探）以及室內分析測試、岩石礦物鑒定和礦石技術加工試驗等方法。同時還開展應用遙感技術、電算技術及先進分析測試技術。科研工作貫穿鈾礦地質工作全過程，以應用研究為主兼顧基礎研究。不同階段科研任務各不相同，研究方法採取宏觀研究與微觀研究相結合，多學科、多專業、多兵種相結合，專業研究機構與生產單位研究相結合，通過研究，查明鈾礦賦存地質環境和成礦條件及其分布規律，為發現新礦床、擴大老礦區的遠景服務。

9. 中核集團二七二鈾業有限責任公司的50年創新發展 走向「核優民強」

中核集團二七二鈾業有限責任公司是1958年5月31日經時任中共中央總書記鄧小平同志親自選定廠址，同年7月開始興建的中國第一座大型鈾水冶純化工廠，也是中國生產核純級鈾氧化物的純化廠，曾為中國第一顆原子彈成功爆炸提供了合格的原料。
經過50年的創新發展，中核集團二七二鈾業有限責任公司是（中核二七二廠）已成為集化工、機電、建築、經貿、勞務等多行業、多品種的業務為一體的軍民結合型企業，積淀著「事業高於一切，責任重於一切，嚴細融入一切，進取成就一切」的核工業精神。
穿著草鞋起步，為中國第一顆原子彈提供合格原料
20世紀50年代，毛澤東等老一輩無產階級革命家作出了發展中國核工業的偉大戰略決策。作為中國第一個鈾水冶純化廠，二七二廠擔負著從鈾礦石和鈾精礦中提煉二氧化鈾的艱巨任務。
從頭開始，從零起步。在黨中央的號召下，為了祖國的核事業，為了早日拿出合格的二氧化鈾，一大批經過組織嚴格挑選的優秀青年從祖國的四面八方匯集到衡陽這片神奇的土地。
萬事開頭難。沒有住房，糧食緊缺，甚至連像樣的路都沒有，勞改農場留下的草房、牛棚、馬廄、豬圈統統成了建設者們的住房。修公路、架電線、建水廠，所有的生產、生活設施全都是職工們自己去干。
那時物質極度貧乏，廠里開展「土方大會戰」，參戰的小夥子和姑娘們，全是光著腳丫上陣。為了提高工作效率，年輕人壯著膽子向領導提出「請發一雙草鞋吧」的「苛刻」要求。市場上沒有草鞋賣，廠領導只好組織會戰的工人們利用空餘時間撿筍殼一個一個地編。大家穿上草鞋幹活，加快了施工進度，也為二七二廠留下了「穿著草鞋起步」的佳話。
土方會戰勝利後，工廠又克服了由於原蘇聯單方面撕毀協定帶來的種種困難，組織全廠工程技術人員圍繞設計、工藝、分析、設備等所有流程，組成攻關小組，自力更生，積極開展攻克「五關」(安全防護關、自動控制關、設備維修關、原材料供應關和化驗分析關)、佔領「五尖」(浸出、吸附、萃取、結晶、煅燒5項尖端技術)活動。在短短的兩年多時間里，先後解決了500多個質量、安全和技術問題，攻克了大型設備吊裝、不銹鋼焊接、耐酸襯里、特殊設備安裝和試車、試生產中工藝等技術上的重重難關，於1962年9月14日加工出合格的二氧化鈾產品，為中國第一顆原子彈的研製成功提供了原料。
進行二次創業，建成軍民結合型化工冶金企業
20世紀80年代，隨著國家對國民經濟的戰略調整，二七二廠積極貫徹「保軍轉民、軍民結合」的方針，利用軍工技術和人才優勢，先後開發了核電級二氧化鈾、鈦白粉、蛋白酶、聚合硫酸鐵和硫磺制酸等多種民用產品。
1991年初，二七二廠接到了生產核電級二氧化鈾的任務。他們僅憑著一份國際原子能機構的標准，對整個生產線進行全面的調查，從試驗設備製作到工藝參數確定，全靠科技人員和工人們嚴格細致地摸索前進。經過一年多的努力，1992年2月28日生產出優質的核電級二氧化鈾，填補了我國核電燃料原料生產的空白。
中核集團二七二鈾業有限責任公司（中核二七二廠）在抓好核品生產的同時，大力開發民用化工產品。工廠充分發揮工程技術人員和廣大職工的聰明才智，連續攻克工藝設備、廢水處理、蒸氣供應和資金籌措等四大難題，使民品鈦白粉達產達標，其生產規模、技術水平在國內同行業中名列前茅。硫磺制酸、聚合硫酸鐵、鉬酸銨、肌醇、中性蛋白酶等其他民品生產經營保持良好發展勢頭。二七二廠已成為一家軍民結合型的化工冶金企業。
中核集團二七二鈾業有限責任公司（中核二七二廠）建立和完善激勵機制，鼓勵科技進步和技術創新。「十五」期間，一大批新技術、新工藝、新方法在生產中得到應用，有七項科研成果獲得國防科工委和省國防科工辦的獎勵，有204項科研成果和842條合理化建議在生產、經營、管理中得到實施。2002年，二七二廠與北京化冶院合作的「高濃度鈾TBP萃取制備核電級硝酸鈾醯工藝流程研究」獲國防科工委二等獎；「金紅石型鈦白粉生產工藝研究與應用」、「水吸收後處理氮氧化物」等三項成果獲湖南省國防科技系統「十五」期間新技術推廣一等獎，為企業快速發展奠定了堅實的基礎。
實施科技創新，走「優核強民」發展之路
中核集團二七二鈾業有限責任公司（中核二七二廠）在50年的創新發展中，不僅創建了具有中國特色的鈾水冶純化科技體系，也培育了一代具有崇高獻身精神的工人和科技人才，他們在完善和發展自我的過程中，也把核事業不斷地推向了前進。
中核集團二七二鈾業有限責任公司（中核二七二廠）的「硝酸-熱水淋洗飽合樹脂上鈾」等三個科研項目曾分別獲得國家科技進步二、三等獎，使工藝水平達到國際水平；1985年「二氧化鈾」榮獲國家金質獎，1987年「八氧化三鈾」獲國家金質獎；工廠還先後獲「國家一級計量單位」、「全國設備管理先進單位」、「全國環境優美工廠」、「湖南省六好企業」、「核工業部六好企業」等榮譽稱號。
中核集團二七二鈾業有限責任公司（中核二七二廠）建立和完善激勵機制，鼓勵科技進步和技術創新。「十五」期間，一大批新技術、新工藝、新方法在生產中得到應用，有7項科研成果獲得國防科工委和省國防科工辦的獎勵，有204項科研成果和842條合理化建議，在生產、經營、管理中得到實施，並獲得表彰。2002年二七二廠與化冶院合作的「高濃度鈾TBP萃取制備核電級硝酸鈾醯工藝流程研究」獲國防科工委二等獎；「金紅石型鈦白粉生產工藝研究與應用」、「水吸收後處理氮氧化物」等三項成果獲湖南省國防科技系統「十五」期間新技術推廣一等獎，為企業快速發展奠定了堅實的基礎。
二七二廠新工藝的誕生，新成果的取得，無不浸透著二七二人嚴細創新的奉獻精神和團結進取的攀登精神。隨著核工業的快速發展，二七二廠將牢固樹立科學發展觀，按照「寓軍於民、軍民結合」的發展要求，「做大規模、做強品牌、做優特色」，走「優核強民」的光明發展之路。

10. 鈾礦冶的資源現狀

全國十幾個省、市、自治區建設了若干座鈾礦山和鈾水冶廠，以及鈾礦冶研究所、設計院、機修廠、建築公司等，建立了完整的中國鈾礦冶工業體系，為我國核工業發展打下了堅實基礎。其業務范圍包括鈾礦開采、鈾礦選冶、鈾純化、鈾氧化物的生產、機械加工、放射性輻射防護、放射性環境評價、礦山退役治理等，目前主要生產的鈾產品有重鈾酸鈉（銨）、三碳酸鈾醯銨、過氧化鈾、八氧化三鈾、二氧化鈾等。